全息投影技術(shù)發(fā)展前景廣闊

在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，因受到技術(shù)及材料的限制，全息投影的發(fā)展非常緩慢。近年來(lái)，隨著信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，全息投影也加快了發(fā)展步伐，成為時(shí)下熱門(mén)研發(fā)技術(shù)。通過(guò)豐富多變的表現(xiàn)形式和真實(shí)的色彩感受，全息投影技術(shù)不僅能給人們帶來(lái)全新的視覺(jué)體驗(yàn)，更能使信息的傳達(dá)與獲取更加高效。在本文中，筆者以中國(guó)專利檢索系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)已公開(kāi)的專利文獻(xiàn)為基礎(chǔ)，對(duì)全息投影技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行介紹。

 

種類多樣

 

全息投影技術(shù)最早產(chǎn)生于20世紀(jì)40年代，由英國(guó)物理學(xué)家丹尼斯·蓋伯提出，1960年后，激光的出現(xiàn)使全息投影技術(shù)進(jìn)入了嶄新階段。隨著技術(shù)的深入發(fā)展，相繼出現(xiàn)了透射式全息、反射式全息、像面式全息、彩虹式全息、合成式全息、模壓式全息、數(shù)字全息等技術(shù)。目前，全息投影技術(shù)已逐漸成熟，并成功應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、工程、視覺(jué)藝術(shù)等領(lǐng)域。

 

全息投影技術(shù)是全息技術(shù)的一種具體應(yīng)用，也稱虛擬成像技術(shù)，是利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實(shí)三維圖像的技術(shù)。其是一種記錄被攝物體反射或透射的光波振幅和相位等信息的新型攝影技術(shù)，本質(zhì)是全息攝影技術(shù)的逆向展示。用人眼直接觀看全息投影拍攝的感光底片時(shí)，只能看到指紋一樣的干涉條紋，但在激光的照射下，人眼可直接透過(guò)底片看到被拍攝物體的三維立體圖像，即使不用借助3D眼鏡等輔助器材，也可以從任意角度觀看懸浮于實(shí)景中的虛擬立體影像。目前，可實(shí)現(xiàn)的全息投影技術(shù)包括：空氣投影技術(shù)、激光束投影技術(shù)、霧幕立體成像系統(tǒng)以及360度全息投影技術(shù)等。

 

空氣投影是一種不需要借助復(fù)雜的設(shè)備，就可直接在空氣中顯示的技術(shù)。例如濱州學(xué)院提交的專利申請(qǐng)“一種基于全息投影技術(shù)通訊系統(tǒng)”，該系統(tǒng)采用全息投影播放技術(shù)，將所接收的圖像信息直接經(jīng)過(guò)激光投射到空氣中，在抽放空氣的過(guò)程中，對(duì)空氣中的粒子進(jìn)行排布，從而實(shí)現(xiàn)三維全息立體的播放效果。

 

激光束投影技術(shù)是利用氮?dú)夂脱鯕饣旌铣蓺怏w后，變成灼熱的漿狀物質(zhì)，通過(guò)在空氣中連續(xù)的小爆炸形成全息圖像。如戴姆勒股份公司于2015年提交的專利申請(qǐng)“一種車內(nèi)3D全息投影裝置”，該技術(shù)通過(guò)在車內(nèi)副駕駛座位的頂部設(shè)置一種氣體噴射裝置和一件激光發(fā)射器，將激光投影到噴射出的氮?dú)夂脱鯕庵校纬商摂M3D影像，為駕駛員提供導(dǎo)航、天氣預(yù)報(bào)等信息服務(wù)，并根據(jù)客戶的興趣來(lái)生成定制的虛擬3D投影人物。

 

霧幕立體成像系統(tǒng)，也稱為霧屏成像，該技術(shù)借助空氣中的微粒，通過(guò)鐳射光在空氣中成像，同時(shí)使用霧化設(shè)備產(chǎn)生人工噴霧墻，結(jié)合平面霧氣屏幕，再將投影儀中的圖像投射到噴霧墻上，從而形成全息圖像。山東錦茂國(guó)際有限公司提交的專利申請(qǐng)“一種3D全息投影霧幕系統(tǒng)”，使用其進(jìn)行舞臺(tái)表演時(shí)，只要打開(kāi)霧幕裝置如PLC控制器、燈光設(shè)備、音頻設(shè)備、投影和霧幕等，再將3D畫(huà)面投影至霧幕表面，用燈光設(shè)備進(jìn)行背景光線轉(zhuǎn)換，就可完成整個(gè)舞臺(tái)表演。

 

此外，相關(guān)機(jī)構(gòu)通過(guò)研究還發(fā)現(xiàn)了另一種全息成像介質(zhì)——肥皂泡。眾所周知，肥皂泡的表面是一層薄膜，光線透過(guò)時(shí)可呈現(xiàn)不同的顏色，將肥皂泡變成投影屏幕，并通過(guò)最新研發(fā)的一種超聲波，可改變投影圖像的紋理，使其表面看起來(lái)平滑亦或粗糙。當(dāng)幾個(gè)氣泡屏幕相互融合時(shí)，觀眾便可以獲得3D視覺(jué)效果，甚至可以實(shí)現(xiàn)全息影像投影技術(shù)。未來(lái)，依托該技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)在肥皂泡上看電影。

 

應(yīng)用廣泛

 

隨著全息投影技術(shù)的飛速發(fā)展，其已與多個(gè)學(xué)科交叉融合，從而形成不同領(lǐng)域的技術(shù)，并廣泛應(yīng)用于防偽標(biāo)識(shí)、文化教育、舞臺(tái)效果和文藝創(chuàng)作等方面。

 

據(jù)了解，全息投影技術(shù)可以用于產(chǎn)品的包裝、出版物的封面，也可用于信用卡、駕照，甚至還可用來(lái)當(dāng)做防偽標(biāo)識(shí)。如河南省衛(wèi)群科技發(fā)展有限公司提交的專利申請(qǐng)“多層動(dòng)態(tài)可追溯二維碼不干膠防偽標(biāo)識(shí)及系統(tǒng)”，通過(guò)設(shè)立防偽標(biāo)識(shí)采集裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將采集后的數(shù)據(jù)輸入控制系統(tǒng)內(nèi)部，轉(zhuǎn)化為圖片存儲(chǔ)后，再與二維碼相關(guān)聯(lián)。由于隨機(jī)驗(yàn)證碼、全息成像層、金屬反射層均具有隨機(jī)特性，因此可達(dá)到每一枚標(biāo)識(shí)均具有個(gè)性化的特點(diǎn)，既可實(shí)現(xiàn)可追溯的功能，又可達(dá)到個(gè)性化的目的。

 

在文化教育方面，全息投影技術(shù)可以突破有限的空間，用動(dòng)態(tài)的、具有時(shí)間性和故事性的虛擬影像將歷史文化展示出來(lái)，并使觀眾參與體驗(yàn)，寓教于樂(lè)。西安天動(dòng)數(shù)字科技有限公司提交的專利申請(qǐng)“一種動(dòng)態(tài)電子書(shū)閱讀系統(tǒng)”，借助全息技術(shù)，將書(shū)中的插畫(huà)進(jìn)行視頻播放，既形式多樣，又富有趣味；天津工業(yè)大學(xué)提交的專利申請(qǐng)“一種基于全息投影技術(shù)的教室模型及應(yīng)用”，通過(guò)電機(jī)及槽輪機(jī)帶動(dòng)影像源轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，給學(xué)生呈現(xiàn)出一種無(wú)觀看死角的全方位展示效果，從而增強(qiáng)課堂教學(xué)的互動(dòng)性和趣味性，使教學(xué)內(nèi)容更形象直觀。

 

如今全息投影技術(shù)在舞臺(tái)效果、文藝創(chuàng)作上的應(yīng)用也越來(lái)越多，一個(gè)三維的、純光學(xué)的空間，便可傳達(dá)在傳統(tǒng)媒介上不能傳達(dá)的圖像信息。如2011年珠海楊氏網(wǎng)絡(luò)動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)有限公司提交的專利申請(qǐng)“3D全息數(shù)字舞臺(tái)系統(tǒng)”，該系統(tǒng)通過(guò)在舞臺(tái)背景前設(shè)置多塊有層次的全息幕，營(yíng)造出傳統(tǒng)舞臺(tái)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的夢(mèng)幻效果。此外，在生活服務(wù)、醫(yī)療應(yīng)用、軍事領(lǐng)域等方面，全息影像技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。

 

綜上所述，全息投影技術(shù)作為前沿科技，備受矚目，但發(fā)展的過(guò)程中仍需要不斷加大相關(guān)研究與探索。隨著技術(shù)的不斷成熟，未來(lái)全息投影技術(shù)會(huì)在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用推廣，甚至改變?nèi)藗兊纳罘绞健?/div>